[發明專利]鋁合金車輪強力鑄造工藝

有效

• 申請號: 201410656120.7
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104907530A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 孫惠學;李建;劉鑫鑫
• 申請（專利權）人: 秦皇島燕大現代集成制造技術開發有限公司
• 主分類號: B22D18/02
• 分類號: B22D18/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明公布了鋁合金車輪強力鑄造工藝，其獨特之處在于：1）發明了特殊的模具結構：以頂、底、邊模為基礎，在上模（1-8）內腔中心處增設了補縮加壓室（1-4）和可在加壓室（1-4）上下移動的補縮加壓活塞（1-3）及導流活塞（1-5）；2）以此模具結構為基礎，發明集無卷氣導流澆鑄特征、控速充型特征、自動補溫特征、強力補縮特征和模具溫度調控測點及冷卻通道分布方法為一體的鋁合金車輪強力鑄造工藝，與強力鑄造設備配合，生產的車輪產品具有密度高、強度高和延伸率高的顯著效果，并具有更高的生產效率和材料利用率。

2.權利要求1所述的鋁合金車輪強力鑄造工藝，其模具結構特征體現在：與常規的僅由頂、底、邊模組成的模具不同，本發明是在此基礎上，在上模（1-8）中心處增設了補縮加壓室（1-4）和可在補縮加壓室（1-4）內上下移動的補縮加壓活塞（1-3）及導流活塞（1-5），補縮加壓室（1-4）是一內徑為D的筒形件，其下端與上模（1-8）的中心盤相聯，其外側設有自動補溫裝置（1-7），其內徑D通過上模中心孔與模腔聯通，補縮加壓活塞（1-3）和導流活塞（1-5）與補縮加壓室（1-4）內徑是間隙配合的，配合間隙在0.08-0.15mm，當導流活塞（1-5）行至下部一定位置時，補縮加壓室（1-4）的內孔與模具的型腔是聯通的，加壓室（1-4）的內徑D和高度H的確定的依據為：根據鋁合金凝固收縮的比率，加壓室（1-4）的有效補縮容積C應不小于模具型腔容積的6%，加壓室（1-4）的高度H的確定既要滿足補縮容積C的要求，又要滿足當全部液體澆入后補縮加壓室（1-4）的液面應略高于內輪唇的最高點，確定了補縮加壓室（1-4）的高度H，便可根據補縮體積C為定值來確定補縮加壓室（1-4）內徑D（一般取值范圍在50-80mm）。

3.權利要求1所述的鋁合金車輪強力鑄造工藝，其工藝過程特征體現在：將溫度在695-710℃定量的鋁液注入出口帶有過濾網（1-20）的具有定量稱重功能的澆杯（1-2）中，合模后將澆杯（1-2）出口對準補縮加壓室（1-4）的入口，打開澆杯（1-2）出口開關的同時無卷氣導流裝置依照編程設定的速度平穩地帶動導流活塞（1-5）向下運動，鋁液在導流活塞（1-5）的引導下平穩地進入補縮加壓室（1-4），并通過導流活塞（1-5）的位置控制補縮加壓室（1-4）與模具型腔的通道口的開度進行控速充型，模具型腔充滿后移走澆杯（1-2），補縮加壓活塞（1-3）進入補縮加壓室（1-4）進行強力補縮，此過程中加壓室（1-4）自動補溫系統和快速順序凝固冷卻溫控系統實時配合，凝固結束后補縮加壓活塞（1-3）返回，開模出件，采用本工藝生產不同尺寸車輪的鑄造生產節拍為160-220s/件。

4.權利要求1所述的鋁合金車輪強力鑄造工藝，其無卷氣導流特征在于：根據真空吸入式導流原理，在圓形補縮加壓室（1-4）內壁設有與之間隙配合的導流活塞（1-5），澆鑄時鋁液跟隨導流活塞（1-5）依照預設置的速度向下移動，平穩地充滿加壓室（1-4），消除了鋁液因落差較大而直沖底部產生的卷氣現象。

5.權利要求1所述的鋁合金車輪強力鑄造工藝，其控速充型特征在于：鋁液的充型速度取決于導流活塞（1-5）上端的分流型面與補縮加壓室（1-4）下出口間的通道口的開度，本發明通過帶動導流活塞（1-5）移動來實現對通道開口開度的控制，進而實現對車輪不同部位充型時流量控制，這有助于充型時模具型腔內氣體的排放。

6.權利要求1所述的鋁合金車輪強力鑄造工藝，其強力補縮特征在于：由模具型腔、補縮加壓室（1-4）及補縮加壓活塞（1-3）構成密閉型腔，若型腔內鋁液的凝固是由表及里、由遠離補縮加壓室（1-4）的輪緣向輪芯乃至補縮加壓室（1-4）是順序凝固的，那么，當補縮加壓活塞（1-3）向下移動并施加壓力的時候，未凝固的鋁液會遵從帕斯卡定律將補縮加壓活塞（1-3）上的壓力以等靜壓的方式向各個方傳遞，直至遠端凝固點，補縮加壓室（1-4）內的鋁液在壓力持續作用下，被實時推注到模具型腔，根據鋁合金凝固收縮的體積比率，由補縮加壓室（1-4）推注到模具型腔內的鋁液體積應為模具型腔容積的6~8%，所謂“強力補縮”是指補縮壓力最高可為3MPa,遠高于重力和低壓鑄造的補縮壓力，是低壓鑄造補縮壓力的30倍，由于液體是在較高的壓力下進行凝固的，因此可獲得更好的補縮效果和更為致密的鑄件。